抗人类PD-L1抗体及其用途

技术领域

本发明涉及一种新的人类序列单克隆抗体，尤其涉及对于PD-L1具有高亲和力的PD-L1特异性人类单克隆抗体，更特别地，本发明涉及将此类分子用于治疗和诊断人类疾病。

背景技术

程序死亡-1(Programmed Death-1，PD-1)蛋白是CD28家族中的一种抑制性受体，该家族中还包含CD28、CTLA-4、ICOS、和BTLA。PD-1表达于活化的B细胞、T细胞、和骨髓细胞上(Bennett et al.2003,J.Immunol.170(2):711-718.)。部分肿瘤细胞上和活化的B细胞和T细胞，树突细胞，巨噬细胞，和纤维母细胞会表达其配体，即细胞程序死亡-配体1(programmed cell death-ligand 1，PD-L1)(Hansen et al.2009,Mol.Immunol.46(3):457-472)。PD-L1可和PD-1结合，以诱导T细胞产生细胞凋亡或耗竭而减弱细胞的免疫反应。因此，使用单克隆抗体(针对PD-1或PD-L1)阻断PD-1/PD-L1路径是一种有潜力的治疗方法，许多的人类癌症相关研究也针对此种治疗方法加以探索(Sanmamed and Chen 2014,Cancer J.20(4):256-261)。这些研究的结果表示PD-L1可促进PD-1/PD-L1路径活化，在帮助肿瘤躲避免疫系统中扮演重要的角色。

在许多实体瘤中都已观察到有PD-L1的表达，包括乳腺癌、肺癌、胃癌、结直肠癌、肝细胞癌、肾细胞癌、睪丸癌和甲状腺乳头状癌。除此之外，于许多癌症类型中，许多整合分析也显示，当PD-L1过度表达时，通常意味着其预后较差。因此，目前仍需要更有效的抗-PD-L1抗体来治疗或诊断PD-L1介导的疾病或病症。

发明内容

一方面，本发明涉及可特异性结合人类PD-L1的抗体。本发明的一种抗体，包含：含有三个重链互补决定区(complementarity-determining regions，CDR)：HCDR1、HCDR2和HCDR3的重链可变区，所述重链互补决定区具有SEQ ID NO:2-4、6-8、10-12、14-16、或18-20的序列；和，含有三个轻链互补决定区：LCDR1、LCDR2和LCDR3的轻链可变区，所述轻链互补决定区具有SEQ ID NO:22-24、26-28、30-32、34-36、或38-40的序列。

在一些实施方式中，该HCDR1的序列为GYIFISFWIH(SEQ ID NO:2)，该HCDR2的序列为NIDPSDSETHYNQKFKD(SEQ ID NO:3)，该HCDR3的序列为LDGDYGRAY(SEQ ID NO:4)；或该HCDR1的序列为GYIFISFWIH(SEQ ID NO:6)，该HCDR2的序列为NIDPSDSETHYNEKFRD(SEQ IDNO:7)，该HCDR3的序列为LDGDYGRAY(SEQ ID NO:8)；或该HCDR1的序列为GYAFSTSWIN(SEQID NO:10)，该HCDR2的序列为RIYPGDGDINYNGKFKD(SEQ ID NO:11)，该HCDR3的序列为SNHYYFDF(SEQ ID NO:12)；或该HCDR1的序列为GYAFSTSWMN(SEQ ID NO:14)，该HCDR2的序列为RIYPGDEDTNYNGNFKG(SEQ ID NO:15)，该HCDR3的序列为SDNYYFDY(SEQ ID NO:16)；或该HCDR1的序列为GFTFSDSGMH(SEQ ID NO:18)，该HCDR2的序列为YISAGSYTIYYADIVKG(SEQID NO:19)，该HCDR3的序列为GDWYFAV(SEQ ID NO:20)；其中该HCDR的序列是根据Chothia方法定义。

根据本发明的实施方式，人类抗-PD-L1抗体的重链可变区的序列含有如图1A-1E中所示SEQ ID NO:1、5、9、13、或17的序列。

另一方面，本发明涉及可特异性结合人类PD-L1的抗体，其包含具有LCDR1、LCDR2和LCDR3的轻链可变区，其中，该LCDR1的序列为RASESVDSFGNSFMH(SEQ ID NO:22)，该LCDR2的序列为LASNLES(SEQ ID NO:23)，该LCDR3的序列为QQNNEDPLT(SEQ ID NO:24)；或该LCDR1的序列为RASESVDSNGNSFMH(SEQ ID NO:26)，该LCDR2的序列为LASNLES(SEQ ID NO:27)，该LCDR3的序列为QQNNDDPWT(SEQ ID NO:28)；或该LCDR1的序列为RASEDIRTYLN(SEQID NO:30)，该LCDR2的序列为YTSRLHS(SEQ ID NO:31)，该LCDR3的序列为QQVHTLPPWT(SEQID NO:32)；或该LCDR1的序列为RASDDIRTYLN(SEQ ID NO:34)，该LCDR2的序列为YTSRLHS(SEQ ID NO:35)，该LCDR3的序列为QQVHTLPPWT(SEQ ID NO:36)；或该LCDR1的序列为RSSQSLVHINGNTYLE(SEQ ID NO:38)，该LCDR2的序列为KVSNRFS(SEQ ID NO:39)，该LCDR3的序列为SQGSHVPWT(SEQ ID NO:40)；其中该LCDR的序列是根据Chothia方法定义。

根据本发明的实施方式，特异性结合人类PD-L1的抗体的轻链可变区序列含有如图2A-2E中所示SEQ ID NO:21、25、29、33、或37的序列。

另一方面，本发明涉及可特异性结合人类PD-L1的抗体，其包含具有HCDR1、HCDR2、和HCDR3的重链可变区和具有LCDR1、LCDR2和LCDR3的轻链可变区，其中，该HCDR1的序列为GYIFISFWIH(SEQ ID NO:2)，该HCDR2的序列为NIDPSDSETHYNQKFKD(SEQ ID NO:3)，该HCDR3的序列为LDGDYGRAY(SEQ ID NO:4)；或该HCDR1的序列为GYIFISFWIH(SEQ ID NO:6)，该HCDR2的序列为NIDPSDSETHYNEKFRD(SEQ ID NO:7)，该HCDR3的序列为LDGDYGRAY(SEQ IDNO:8)；或该HCDR1的序列为GYAFSTSWIN(SEQ ID NO:10)，该HCDR2的序列为RIYPGDGDINYNGKFKD(SEQ ID NO:11)，或该HCDR3的序列为SNHYYFDF(SEQ ID NO:12)；或该HCDR1的序列为GYAFSTSWMN(SEQ ID NO:14)，该HCDR2的序列为RIYPGDEDTNYNGNFKG(SEQ IDNO:15)，该HCDR3的序列为SDNYYFDY(SEQ ID NO:16)；或该HCDR1的序列为GFTFSDSGMH(SEQID NO:18)，该HCDR2的序列为YISAGSYTIYYADIVKG(SEQ ID NO:19)，该HCDR3的序列为GDWYFAV(SEQ ID NO:20)，该LCDR1的序列为RASESVDSFGNSFMH(SEQ ID NO:22)，该LCDR2的序列为LASNLES(SEQ ID NO:23)，该LCDR3的序列为QQNNEDPLT(SEQ ID NO:24)；或该LCDR1的序列为RASESVDSNGNSFMH(SEQ ID NO:26)，该LCDR2的序列为LASNLES(SEQ ID NO:27)，该LCDR3的序列为QQNNDDPWT(SEQ ID NO:28)；或该LCDR1的序列为RASEDIRTYLN(SEQ ID NO:30)，该LCDR2的序列为YTSRLHS(SEQ ID NO:31)，该LCDR3的序列为QQVHTLPPWT(SEQ ID NO:32)；或该LCDR1的序列为RASDDIRTYLN(SEQ ID NO:34)，该LCDR2的序列为YTSRLHS(SEQ IDNO:35)，该LCDR3的序列为QQVHTLPPWT(SEQ ID NO:36)；或该LCDR1的序列为RSSQSLVHINGNTYLE(SEQ ID NO:38)，该LCDR2的序列为KVSNRFS(SEQ ID NO:39)，该LCDR3的序列为SQGSHVPWT(SEQ ID NO:40)；其中该HCDR和LCDR的序列是根据Chothia方法定义。

在一些实施方式中，所述的特异性结合人类PD-L1的抗体的重链可变区序列具有SEQ ID NO:1、5、9、13、或17的序列，且该特异性结合人类PD-L1的抗体的轻链可变区序列具有SEQ ID NO:21、25、29、33、或37的序列。

在一些实施方式中，所述的特异性结合人类PD-L1的抗体的重链可变区序列具有SEQ ID NO:1的序列，且该特异性结合人类PD-L1的抗体的轻链可变区序列具有SEQ ID NO:21的序列。在一些实施方式中，所述的特异性结合人类PD-L1的抗体的重链可变区序列具有SEQ ID NO:5的序列，且该特异性结合人类PD-L1的抗体的轻链可变区序列具有SEQ ID NO:25的序列。在一些实施方式中，所述的特异性结合人类PD-L1的抗体的重链可变区序列具有SEQ ID NO:9的序列，且该特异性结合人类PD-L1的抗体的轻链可变区序列具有SEQ ID NO:29的序列。在一些实施方式中，所述的特异性结合人类PD-L1的抗体的重链可变区序列具有SEQ ID NO:13的序列，且该特异性结合人类PD-L1的抗体的轻链可变区序列具有SEQ IDNO:33的序列。在一些实施方式中，所述的特异性结合人类PD-L1的抗体的重链可变区序列具有SEQ ID NO:17的序列，且该特异性结合人类PD-L1的抗体的轻链可变区序列具有SEQID NO:37的序列。

在一些实施方式中，所述的特异性结合人类PD-L1的抗体为完整抗体、Fab片段、F(ab’)2片段、或ScFv片段。在一些实施方式中，所述的特异性结合人类PD-L1的抗体为完整人类抗体。在一些实施方式中，所述的可特异性结合人类PD-L1的抗体包含选自IgG1、IgG2、或IgG4异构物的重链恒定区和选自κ亚型或λ异构物的轻链恒定区。

在一些实施方式中，本发明的抗体(或其结合片段)通过和另一针对第二标靶的特异性结合结构域偶联，而形成双特异性或多特异性抗体的一部分。该针对第二标靶的特异性结合结构域可为抗-CD3、抗-ICOS或抗-TIM3等。在一些实施方式中，本发明的抗体(或其结合片段)可通过和药物(payload，有效载荷)偶联，而形成一抗体-药物偶联物(antibody-drug conjugate，ADC)。该药物或有效载荷可因其调节PD-L1表达细胞或PD-1表达细胞的功能的能力而被选择。这些药物或有效载荷，例如，可包括DM1、MMAE或MMAF。

本发明的另一方面涉及可用于治疗和/或预防PD-1和/或PD-L1信号传导相关的疾病的药物组合物，其中，该药物组合物包含上述可特异性结合人类PD-L1的抗体或其结合片段。该PD-L1介导的疾病可能为癌症。该癌症可能包括但不限于：黑色素瘤、非小细胞肺癌、肾癌、乳腺癌、白血病、癌症或其他晚期实体瘤。

附图说明

图1A-1E显示复合的人类重链(图1A、1E12；图1B、3F11；图1C、3E10；和图1D、8H3；图1E、5E6)可变区序列，其对应于小鼠抗人PD-L1抗体设计而成。

图2A-2E显示复合的人类轻链(图2A、2E12；图2B、3F11；图2C、3E10；图2D、8H3；图2E、5E6)可变区序列，其对应于小鼠抗人PD-L1抗体设计而成。

图3A-3B说明各种抗体与PD-L1的结合。图3A显示使用ELISA测定人类抗-PD-L1抗体与PD-L1的结合；图3B显示使用Biacore 2000(GE Healthcare)测定人类抗-PD-L1抗体与PD-L1的结果。

图4A-4B说明各种抗体阻断PD-L1与PD-1结合的能力。图4A显示抗体1E12和3F11；图4B显示抗体3E10、8H3和5E6。

图5说明各种抗体诱导PD-1/PD-L1阻断的能力。

图6显示使用流式细胞仪测定抗-PD-L1抗体与HCC821细胞的结合。

图7A和7B显示使用流式细胞仪测定抗-PD-L1抗体与MDA-MB-231细胞的结合及内化。

图8显示使用抗-PD-L1单克隆抗体3F11在人类组织样品中进行免疫组织化学染色。

图9显示抗-PD-L1单克隆抗体用于治疗鼠同基因MC38直肠癌模型的体内功效。

具体实施方式

本发明涉及一种新的人类序列单克隆抗体，该人类单克隆抗体可以高亲和力与PD-L1特异性结合，且对个体产生治疗功效。本发明所述的该抗体可为人类或人源化抗体，可作为用于治疗和/或预防PD-L1介导的各种疾病的治疗剂，在本说明书中，有针对这些疾病的更完整叙述。

更特别地，根据本发明的实施方式，所述的抗体(或其抗原结合片段)可与人类PD-L1或其片段中的表位特异性结合，其中，该人类PD-L1具有SEQ ID NO:51的氨基酸序列，且该表位包含：位置178的赖氨酸(Lysine)残基及位置179的苏氨酸(Threonine)残基。

根据本发明的实施方式，所述的抗体可以是全长的抗体(如IgG1或IgG4抗体)，或仅包含抗原结合部分(如Fab、F(ab’)2、或scFv片段)，并且可根据需求进行修饰以改变其功能。

根据本发明的实施方式，所述的抗体或其抗原结合片段可和人类PD-L1特异性结合。PD-L1，也称为CD274或B7同源物1，是一种分子量为40kDa的第1型穿膜蛋白，被认为在特定情况下(如怀孕、组织自体移植、自身免疫性疾病和其它免疫相关疾病)，在抑制免疫系统的作用中扮演很重要的角色。一般来说，当免疫系统遇到外来抗原时，会产生内源性或外源性的危险信号，以引发抗原特异性CD8

术语“抗体”具有其一般的含义，且包含由二硫键相互连接的两条重链(H)和两条轻链(L)。每条重链包含一含有三个CDR(HCDR1、HCDR2、和HCDR3)和四个框架区(frameworkregion，FR)的重链可变区(本文中缩写为HCVR或VH)。每条轻链包含一含有三个CDR(LCDR1、LCDR2、和LCDR3)和四个FR的轻链可变区(本文中缩写为LCVR或VL)。在本发明的不同实施方式中，抗-PD-L1抗体(或其抗原结合部分)的FR可与人类种系序列相同，或再经天然或人工修饰。氨基酸共有序列可基于针对两个或多个CDR的并列分析(side-by-side analysis)来定义。

本文中的术语“抗原结合片段”，其包含可特异性结合抗原且形成复合物的抗体的任何片段。抗原结合片段的非限制性实例包括：(i)Fab片段；(ii)F(ab’)2片段；(iii)Fd片段；(iv)Fv片段；(v)单链Fv(single-chain Fv；scFv)分子；(vi)dAb片段；和(vii)由模拟抗体的高度变异区的氨基酸残基(例如一分离的CDR，像是CDR3肽)，或限制性FR3-CDR3-FR4肽所组成的最小识别单位(minimal recognition unit)。其他工程化分子，如结构域特异性抗体、单结构域抗体、结构域剔除抗体、嵌合抗体、CDR移植抗体、双抗体、三抗体、四抗体、微抗体、纳米抗体(例如单价纳米抗体、二价纳米抗体等)、小型模块化免疫药物(smallmodular immunopharmaceutical，SMIP)和鲨鱼可变IgNAR结构域(shark variable IgNARdomain)，也都包含于本文所用的“抗原结合片段”语词表述中。

抗体的抗原结合片段一般包含至少一个可变结构域。该可变结构域可为任何大小或任何氨基酸组成，且通常包含至少一个CDR。在具有与VL结构域相关联的VH结构域的抗原结合片段中，VH结构域和VL结构域可通过任何合适的排列方式而彼此相对排列。例如，可变区可以是含有VH-VH、VH-VL或VL-VL的二聚体。或者，抗体的抗原结合片段可含有单体VH或VL结构域。

和完整的抗体分子一样，抗原结合片段可以是单特异性或多特异性(如双特异性)。抗体的多特异性抗原结合片段通常包含至少两个不同的可变结构域，其中，每个可变结构域都能与单独的抗原或同一抗原上的不同表位产生特异性结合。本发明公开的抗体的抗原结合片段可经由使用本领域的常规技术而形成任何具多特异性的抗体形式，其包括本发明公开的双特异性抗体形式。

本发明的抗体可以一种能够特异性靶定PD-L1的抗体-药物偶联物(ADC)形式使用。ADC上的结合物可用于调控表达PD-L1的免疫细胞，或是调控与表达PD-L1的细胞相互作用的细胞(如PD-1表达细胞)。这些ADC可以使用本发明的任何抗体或其抗原结合片段。与该抗体(或结合片段)偶联的药物(小分子化学药物)可为ADC中常用的任何药物。偶联的方法可为本领域中的通常方法。

当应用于多肽时，术语“基本相似性”或“基本相似”意指经由使用默认空位加权(default gap weight)或BLAST的GAP或BESTFIT程序进行优化比对时，两段肽序列之间具有至少95％的序列一致性，甚至可高达98％或99％的序列一致性。根据本发明的实施方式，是使用GCG软件中的GAP和BESTFIT程序和默认参数，以确定彼此紧密相关的多肽间的序列同源性或序列一致性。

在本发明的实施方式中，一抗PD-L1抗体或其抗原结合片段包含重链可变区和轻链可变区，其中，该重链可变区包含三个CDR：CDRH1(或HCDR1)、CDRH2(或HCDR2)和CDRH3(或HCDR3)，而该轻链可变区包含三个CDR：CDRL1(或LCDR1)、CDRL2(或LCDR2)和CDRL3(或LCDR3)。

本文所用术语“PD-1或PD-L1介导的疾病”意指与PD-1/PD-L1信号传导所造成的免疫抑制或耗竭相关的疾病。这些疾病包括自体免疫性疾病、神经病学失调、中风、和癌症(N.Kuol et al.,Immunotherapy,2018,10(2):149-160)。本文所用术语“治疗”意指减轻疾病或病症的症状，并非一定为完全治愈。

参照图1A-1E和2A-2E，在本发明的一些实施方式中，该CDRH1包含SEQ ID NO:2的氨基酸序列，该CDRH2包含SEQ ID NO:3的氨基酸序列，该CDRH3包含SEQ ID NO:4的氨基酸序列，该CDRL1包含SEQ ID NO:22的氨基酸序列，该CDRL2包含SEQ ID NO:23的氨基酸序列，和该CDRL3包含SEQ ID NO:24的氨基酸序列。

在本发明的一些实施方式中，该CDRH1包含SEQ ID NO:6的氨基酸序列，该CDRH2包含SEQ ID NO:7的氨基酸序列，该CDRH3包含SEQ ID NO:8的氨基酸序列，该CDRL1包含SEQID NO:26的氨基酸序列，该CDRL2包含SEQ ID NO:27的氨基酸序列，和该CDRL3包含SEQ IDNO:28的氨基酸序列。

在本发明的一些实施方式中，该CDRH1包含SEQ ID NO:10的氨基酸序列，该CDRH2包含SEQ ID NO:11的氨基酸序列，该CDRH3包含SEQ ID NO:12的氨基酸序列，该CDRL1包含SEQ ID NO:30的氨基酸序列，该CDRL2包含SEQ ID NO:31的氨基酸序列，和该CDRL3包含SEQID NO:32的氨基酸序列。

在本发明的一些实施方式中，该CDRH1包含SEQ ID NO:14的氨基酸序列，该CDRH2包含SEQ ID NO:15的氨基酸序列，该CDRH3包含SEQ ID NO:16的氨基酸序列，该CDRL1包含SEQ ID NO:34的氨基酸序列，该CDRL2包含SEQ ID NO:35的氨基酸序列，和该CDRL3包含SEQID NO:36的氨基酸序列。

在本发明的一些实施方式中，该CDRH1包含SEQ ID NO:18的氨基酸序列，该CDRH2包含SEQ ID NO:19的氨基酸序列，该CDRH3包含SEQ ID NO:20的氨基酸序列，该CDRL1包含SEQ ID NO:38的氨基酸序列，该CDRL2包含SEQ ID NO:39的氨基酸序列，和该CDRL3包含SEQID NO:40的氨基酸序列。

在本发明的一些实施方式中，所述的抗-PD-L1抗体或其抗原结合片段，包含含有SEQ ID NO:1的氨基酸序列的重链可变区，和含有SEQ ID NO:21的氨基酸序列的轻链可变区。更佳地，该重链可变区由SEQ ID NO:41的核苷酸序列编码，而该轻链可变区由SEQ IDNO:46的核苷酸序列编码。

在本发明的一些实施方式中，抗-PD-L1抗体或其抗原结合片段，包含含有SEQ IDNO:5的氨基酸序列的重链可变区，和含有SEQ ID NO:25的氨基酸序列的轻链可变区。更佳地，该重链可变区由可SEQ ID NO:45的核苷酸序列编码，而该轻链可变区由SEQ ID NO:47的核苷酸序列编码。

在本发明的一些实施方式中，抗-PD-L1抗体或其抗原结合片段，包含含有SEQ IDNO:9的氨基酸序列的重链可变区，和含有SEQ ID NO:29的氨基酸序列的轻链可变区。更佳地，该重链可变区由SEQ ID NO:49的核苷酸序列编码，而该轻链可变区由SEQ ID NO:48的核苷酸序列编码。

在本发明的一些实施方式中，抗-PD-L1抗体或其抗原结合片段，包含含有SEQ IDNO:13的氨基酸序列的重链可变区，和含有SEQ ID NO:33的氨基酸序列的轻链可变区。更佳地，该重链可变区由SEQ ID NO:44的核苷酸序列编码，而该轻链可变区由SEQ ID NO:43的核苷酸序列编码。

在本发明的一些实施方式中，抗-PD-L1抗体或其抗原结合片段，包含含有SEQ IDNO:17的氨基酸序列的重链可变区，和含有SEQ ID NO:37的氨基酸序列的轻链可变区。更佳地，该重链可变区由SEQ ID NO:42的核苷酸序列编码，而该轻链可变区由SEQ ID NO:50的核苷酸序列编码。

本发明的抗体是经由ELISA确认其与PD-L1间的特异性结合。简言之，先将PD-L1涂覆于96孔的ELISA板(0.1μg/孔)，经抗-PD-L1抗体结合后，使用带有辣根过氧化物酶(horseradish peroxidase，HRP)的山羊抗小鼠IgG作为第二抗体，再使用3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(Tetramethylbenzidine，TMB)作为底物，以检测抗体与PD-L1的结合，并读取OD405以计算活性。

如图3A所示，经小鼠杂交瘤生产的多种抗-人类PD-L1抗体(1E12、3F11、8H3、3E10和5E6单克隆抗体)均显示出可与PD-L1产生具特异性的紧密结合。图3B也显示这些抗体经BIAcore T200(GE Healthcare)所测得的结合参数和亲和力。简言之，将CM5 BIAcore芯片在活性通道上涂覆人类PD-L1。以不同浓度的小鼠杂交瘤抗-人类PD-L1抗体(1E12、3F11、8H3、3E10，和5E6单克隆抗体)及其变体，依次注射至活性通道中，并以仅使用缓冲液注射的通道作为空白对照组。亲合力是以单循环动力学方法测定。经由BIAcore T200评估软件将所得数据与1：1结合模型拟合，以获得动力学常数(Ka：结合常数；Kd：解离常数；KD＝Ka/Kd)。

本发明的抗体可与人类PD-L1间产生特异性的紧密结合，表示这些抗体应可干扰PD-1与PD-L1间的结合。使用ELISA检测本发明的各种抗体阻断PD-1与PD-L1结合的能力。首先，将PD-L1-Fc涂覆于96孔板上(100ng/每孔)，并在每孔加入5μg的PD-1-生物素和不同浓度的抗-人类-PD-L1抗体。在37℃下反应1小时以进行结合。经PBS洗涤后，加入HRP偶联的链霉亲合素，再加入TMB(3，3′，5，5′-四甲基联苯胺)。以OD405读数定量结合PD-L1-Fc的PD-1-生物素的量。

如图4A所示，本发明的单克隆抗体(如1E12和3F11)可有效地阻断PD-1与PD-L1的结合，而对照组的小鼠IgG则无法阻断该结合。同样地，图4B显示单克隆抗体3E10、8H3，和5E6能干扰PD-1与PD-L1的结合，而对照组的小鼠IgG不能。

除了如上述实验在体外测试本发明的抗体和PD-L1分子间的结合，同时也用分别在相互作用的细胞上表达的PD-1和PD-L1测试这种结合。举例而言，可使用任一商业上可获得的试剂盒，例如构自Promega(Maddison,WI,USA)的试剂盒，进行PD-1/PD-L1的阻断试验。Promega所提供的PD-1/PD-L1阻断生物性检验是一种细胞型的生物发光检测。此检测试剂盒中含有两种经基因工程的细胞株：PD-1效应细胞，一种表达人类PD-1和由NFAT响应元件(NFAT response element，NFAT-RE)驱动的荧光素酶报告基因(luciferase reporter)的Jurkat T细胞，和PD-L1aAPC/CHO-K1细胞，一种表达人类PD-L1和以抗原非依赖性方式活化同源TCR的基因工程细胞表面蛋白的CHO-K1细胞。

当将该两种细胞共培养时，PD-1/PD-L1间的相互作用会抑制TCR的信号传递和由NFAT-RE介导的生物发光。加入本发明的抗-PD-L1抗体以阻断PD-1/PD-L1的相互作用可释放抑制信号，进而促进TCR的活化以及由NART-RE驱动的生物发光。使用Bio-Glo

如图5所示，本发明的单克隆抗体，如1E12、3F11、3E10、和8H3，都显示出具有阻断PD-1/PD-L1相互作用的特异性和有效活性。本发明的其他抗体也显示出类似的活性。这些结果证实，本发明的抗体可有效减轻因细胞间PD-1与PD-L1的相互作用所造成的免疫抑制。因此，本发明的抗体应可作为一种治疗剂，用于因PD-1和/或PD-L1信号传导造成的免疫抑制或耗竭而引发的疾病。此类疾病包括各种癌症。

为了进一步验证本发明的抗体在癌症治疗中的效用，检测这些抗体与表达在癌症细胞上的PD-L1间的结合能力。例如，使用表达高水平PD-L1的HCC827细胞(肺腺癌)，通过流式细胞仪检测抗-PD-L1抗体与PD-L1表达细胞间的结合。简言之，将HCC827细胞(具高PD-L1表达量)和抗-PD-L1抗体共培养1小时，再以流式细胞仪进行分析。如图6所示，本发明的单克隆抗体1E12、3E10、3F11、和8H3可与HCC827细胞结合，表示这些抗体皆可识别癌细胞表面上的PD-L1。本发明的其他抗体也显示出类似的活性。因此，本发明的抗体可通过与癌细胞表面上的PD-L1结合用于治疗癌症，进而抑制PD-L1所造成的免疫抑制或耗竭。

除了阻断PD-1/PD-L1相互作用外，与PD-L1结合的抗体也可触发受体的细胞内化/再循环。受体的细胞内化或再循环也能使PD-L1无法与PD-1产生作用。因此，进一步检测本发明的抗-PD-L1抗体触发PD-L1被细胞内化的能力。简言之，为了了解PD-L1的阻断/再循环过程，将MDA-MB-231细胞(人类乳腺癌细胞株，为一种上皮细胞)以1μg/mL抗-PD-L1抗体，在4℃和37℃下进行处理，并监测24小时。然后，在不同的时间点，使用流式细胞仪分析细胞。

如图7A和7B所示，单克隆抗体1E12和3F11可与MDA-MB-231细胞结合并被其内化。内化现象只发生于37℃而非4℃，并有时间依赖。这些结果表示，本发明的抗体通过与PD-L1结合可以阻断PD-1/PD-L1的相互作用，也能触发PD-L1被细胞内化。受器内化可使PD-L1无法作用，而阻断PD-L1介导的信号通路更有效。因此，本发明的抗体可更有效的治疗PD-L1介导的癌症或疾病。

因为本发明的抗-PD-L1抗体可与PD-L1产生特异性紧密结合，因此也可用于检测于多种癌细胞中高量表达的PD-L1。如图8所示，在人类组织样本中进行的抗-PD-L1抗体3F11的免疫组织化学染色显示，在正常组织中，只呈现微弱的染色(例如扁桃体和平滑肌)，而肺癌组织则呈很强烈的染色。这些结果表示，本发明的抗-PD-L1抗体可用于检测出可表达PD-L1的细胞或组织，例如癌细胞。因此，这些抗体可作为诊断剂，用以检测癌症和用于治疗期间和/或治疗后的癌症预测/监测。

上述的实施例清楚的显示，本发明的抗-PD-L1抗体可与PD-L1产生特异性的紧密结合。这些抗体也能够干扰PD-1与PD-L1间的相互作用，并阻断PD-1/PD-L1的结合。除此以外，这些抗体可引起PD-L1的细胞内化，使PD-L1无法与PD-1结合。因此，本发明的抗体可作为治疗PD-1/PD-L1介导的疾病的有效治疗剂。这样的疾病包括(例如)癌症。而癌症的实例可包括但不限于，肺癌、乳腺癌、前列腺癌、结直肠癌等。另外，本发明的抗体可作为检测PD-L1的试剂，用于诊断PD-L1的表达或用于治疗期间的预后。

本发明的一些实施方式涉及一种用于治疗或减轻由PD-1和/或PD-L1信号传导介导的疾病的病症/症状的方法；此类疾病可包括癌症。为了检测本发明的抗体用于治疗癌症的效用，使用鼠同基因模型加以验证。简言之，在第0天，将MC38细胞(结肠腺癌细胞)经皮下注射至C51BL/6小鼠。在第6、9、13天，将小鼠以本发明的抗体(如1E12、3F11、3E10、和8H3)处理，每次的剂量皆为5mpk(mg/kg)。以IgG(非抗-PD-L1)作为对照组。监测各组的肿瘤生长直至第16天。

如图9所示，本发明的抗-PD-L1单克隆抗体(例如，1E12、3F11、3E10、和8H3)可在此体内结直肠癌模型中有效抑制肿瘤生长。本发明的其他抗体也具有类似的功效。这些结果清楚的说明，本发明的抗体具有用于治疗癌症的临床用途，如肺癌、乳腺癌、前列腺癌、结直肠癌等。

此外，本发明的抗体对人类PD-L1具有高度特异性。这些抗体以可高特异性和高亲和力识别独特的表位。这些特性使得这些抗体可更有利于作为治疗剂使用。的确，在MDA-MB231乳腺癌细胞的小鼠异种移植模型中，本发明的抗体(3F11和1E12)会随时间而积聚于肿瘤中，即结合强度随时间增加直至120小时。相反的，FDA批准的抗体Atezolizumab没有足够的结合亲合力(binding avidity)，似乎分布在整个动物体内。其结果也显示，Atezolizumab被系统清除得相对较快，且在第120小时，已无太多的结合。因为本发明的抗体可与癌细胞紧密结合，因此很少有抗体在循环中被系统清除。因此，本发明的抗体具有更长的体内半衰期。综上所述，本发明的抗体可以较低的剂量和较低的给药频率方式使用，从而可显著地降低治疗成本，并使任何潜在的不良反应减至最小。

与现有技术的抗-PD-L1抗体相比，本发明的抗体具有更优的药物代谢动力学特性(例如，更高的亲和力及更长的半衰期)，此特性似乎是由于其与人类PD-L1上不同表位结合。根据表位图谱，本发明的抗体是与人类PD-L1上位于包含残基171-180及206-210的区域内的表位结合。这些表位区域与目前已知抗体的结合表位不同。举例来说，现有技术的抗体(如Atezolizumab、Durvalumab)与PD-L1结合的关键残基涉及E58和R125(Lee et al.,Scientific Reports,(2017),7:5532)。

使用丙氨酸扫描进一步分析与本发明抗体结合的表位位置，其结果显示残基178和179对于结合是特别重要，如下表所示：

使用点突变进行抗-PD-L1抗体与人类PD-L1的结合作图

O：不影响结合

-：影响结合

综上所述，本发明的抗体可与PD-L1产生特异性的紧密结合，包含细胞表面上的PD-L1。表达PD-L1的细胞包含癌细胞，例如肺癌细胞、结直肠癌细胞(如MC38细胞)、乳腺癌细胞(MDA-MB-231细胞)等。这些抗体可干扰PD-1与PD-L1的结合，导致阻断PD-1和/或D-L1信号传导通路。此外，本发明的抗体与PD-L1结合后，还可促使PD-L1的内化，使PD-L1无法与PD-1相互作用。结果，本发明的抗体可减轻或逆转因PD-1和/或D-L1信号传导所造成的免疫抑制或耗竭。因此，本发明的抗体可作为用于治疗或减轻与PD-1和PD-L1相互作用所引起的免疫抑制或耗竭相关的疾病的病症的治疗剂。

PD-L1与本发明抗体的结合涉及人类PD-L1上的未知表位，且与这些新表位结合可产生不可预期的高特异性和亲和力，进而提升其与肿瘤细胞结合的药物代谢动力学特性(例如更集中地结合在肿瘤细胞上，而非游离于循环系统中，以及更长的半衰期)。因此，本发明的抗体可以较低的剂量和较低的给药频率方式使用，从而降低治疗成本和副作用，并增加患者的依从性。

虽然以有限数量的实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员仍有可能加以修改或变化。因此本发明的保护范围应只受所附权利要求限制。

序列表

<110> 财团法人生物技术开发中心

DCB-USA LLC

<120> 抗-人类PD-L1的抗体及其用途

<130> DCB024-775PCT

<150> US 62/698096

<151> 2018-07-14

<160> 51

<170> PatentIn version 3.5

<210> 1

<211> 118

<212> PRT

<213> 小鼠(Mus musculus)

<400> 1

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115

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<212> PRT

<213> 小鼠(Mus musculus)

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Asp

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<212> PRT

<213> 小鼠(Mus musculus)

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<213> 小鼠(Mus musculus)

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<212> PRT

<213> 小鼠(Mus musculus)

<400> 9

Gln Val Gln Leu Gln Gln Ser Gly Pro Glu Leu Val Lys Pro Gly Ala

1 5 10 15

Ser Val Lys Ile Ser Cys Lys Ala Ser Gly Tyr Ala Phe Ser Thr Ser

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Trp Ile Asn Trp Leu Lys Gln Arg Pro Gly Glu Gly Leu Glu Trp Leu

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Gly Arg Ile Tyr Pro Gly Asp Gly Asp Ile Asn Tyr Asn Gly Lys Phe

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Lys Asp Lys Ala Thr Leu Thr Ala Asp Lys Ser Ser Ser Thr Ala His

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Gly Tyr Ala Phe Ser Thr Ser Trp Ile Asn

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<212> PRT

<213> 小鼠(Mus musculus)

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Asp

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<212> PRT

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1 5 10 15

Ser Val Lys Ile Ser Cys Lys Ala Ser Gly Tyr Ala Phe Ser Thr Ser

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<212> PRT

<213> 小鼠(Mus musculus)

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Gly

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<212> PRT

<213> 小鼠(Mus musculus)

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Ser Asp Asn Tyr Tyr Phe Asp Tyr

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<213> 小鼠(Mus musculus)

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1 5 10 15

Ser Arg Lys Leu Ser Cys Ala Ala Ser Gly Phe Thr Phe Ser Asp Ser

20 25 30

Gly Met His Trp Val Arg Gln Ala Pro Glu Lys Gly Leu Glu Trp Val

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Ala Tyr Ile Ser Ala Gly Ser Tyr Thr Ile Tyr Tyr Ala Asp Ile Val

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<212> PRT

<213> 小鼠(Mus musculus)

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<212> PRT

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<212> PRT

<213> 小鼠(Mus musculus)

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<212> PRT

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Tyr Thr Ser Arg Leu His Ser

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<212> PRT

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<212> PRT

<213> 小鼠(Mus musculus)

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Asp Val Leu Met Thr Gln Thr Pro Leu Ser Leu Pro Val Ser Leu Gly

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Arg

<210> 38

<211> 16

<212> PRT

<213> 小鼠(Mus musculus)

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Arg Ser Ser Gln Ser Leu Val His Ile Asn Gly Asn Thr Tyr Leu Glu

1 5 10 15

<210> 39

<211> 7

<212> PRT

<213> 小鼠(Mus musculus)

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Lys Val Ser Asn Arg Phe Ser

1 5

<210> 40

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<212> PRT

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<210> 41

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<212> DNA

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aatcaaaagt tcaaggacaa ggccacattg actgtagaca aatcctccag cacagcctac 240

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ggtgactacg ggagggctta ctggggccaa gggactctgg tcactgtctc tgca 354

<210> 42

<211> 354

<212> DNA

<213> 小鼠(Mus musculus)

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cctggacaag gccttgaatg gattggtaat attgaccctt ctgatagtga aactcactac 180

aatgaaaaat tcagggacaa ggcctcattg actgtagaca agtcctccag cacagcctac 240

atgcagctca gcagcctgac atctgaggac tctgcggtct atttctgtgc aaggttggat 300

ggtgactacg ggagggctta ctggggccaa gggactctgg tcactgtctc tgca 354

<210> 43

<211> 351

<212> DNA

<213> 小鼠(Mus musculus)

<400> 43

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tcctgcaagg cctctggcta tgcattcagt acctcctgga taaactggct gaagcagagg 120

cctggagagg gtcttgagtg gcttggacgg atttatcctg gagatggaga tataaactac 180

aatgggaagt tcaaggacaa ggccacactg actgcagaca aatcctccag tacagcccac 240

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cattactact ttgacttctg gggccaaggc accactctca cagtctcctc a 351

<210> 44

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<212> DNA

<213> 小鼠(Mus musculus)

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tcctgcaagg cttctggcta tgcattcagt acctcctgga tgaactgggt aaagcagagg 120

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aatgggaact tcaagggcaa ggccacactg actgcagaca aatcttccag tacagcctat 240

atgcaactca tcagcctgac atctgaggac tctgcggtct acttctgtgc aagatcggat 300

aattactact ttgactactg gggccaaggc accactctca cagtctcctc a 351

<210> 45

<211> 348

<212> DNA

<213> 小鼠(Mus musculus)

<400> 45

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gcagacatag tgaagggccg attcaccatc tctagagaca gtgccaagaa caccctgttc 240

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tggtacttcg ctgtctgggg cgcagggacc acggtcaccg tctcctca 348

<210> 46

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<212> DNA

<213> 小鼠(Mus musculus)

<400> 46

aacattgtgc tgacccaatc tccagcttct ttggctgtgt ctctaggaca gagggccacc 60

atatcctgca gagccagtga aagtgttgat agttttggca atagttttat gcactggtac 120

cagcagaaac caggacagcc gcccaaactc ctcatctatc ttgcatccaa cctagaatct 180

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<211> 336

<212> DNA

<213> 小鼠(Mus musculus)

<400> 47

aacattgcgc tgacccaatc tccaacttct ttggctgtgt ctcaagggca gagggccacc 60

atatcctgca gagccagtga aagtgttgat agtaatggca atagttttat gcactggtac 120

cagcagaaac caggacagcc acccaaactc ctcatctatc ttgcatccaa cctagaatct 180

ggggtccctg ccaggttcag tggcagtggg tctaggacag atttcaccct caccattgat 240

cctgtggagg ctgatgatgc tgcaacctat tactgtcagc aaaataatga cgatccgtgg 300

acgttcggtg gaggcacaaa gctggaaatc aaacgg 336

<210> 48

<211> 327

<212> DNA

<213> 小鼠(Mus musculus)

<400> 48

gatgtccaga tgacacagac tacatcctcc ctgtctgcct ctctgggaga cagagtcacc 60

atcaattgca gggcaagtga agacattaga acttatttaa actggtatca gcagaaacca 120

gatggaacta ttaaactcct gatctactac acatccagat tacattcagg agtcccatca 180

aggttcagtg gcagtgggtc tggaacagat tattctctca ccattagcaa cctggaccaa 240

gaagatattg ccacttactt ttgtcaacag gttcatacac ttcctccgtg gacgttcggt 300

ggaggcacca aactggaaat caaacgg 327

<210> 49

<211> 327

<212> DNA

<213> 小鼠(Mus musculus)

<400> 49

gatatccaga tgacacagac tacatcctcc ctgtctgcct ctctgggaga cagagtcacc 60

atcacttgca gggcaagtga tgacattagg acttatttaa actggtatca gcagaaacca 120

gatggatctg ttaaactcct gatctactac acatcaagat tacactcggg agtcccatca 180

aggttcagtg gcagtgggtc tggaacagat tattctctca ccattagcaa cctggttcaa 240

gaagattttg ccacttattt ttgccaacag gttcatacgc ttcctccgtg gacgttcggt 300

ggaggcacca agctggaaat caaacgt 327

<210> 50

<211> 339

<212> DNA

<213> 小鼠(Mus musculus)

<400> 50

gatgttttga tgacccaaac tccactctcc ctgcctgtca gtcttggaga tcaagcctcc 60

atctcttgca gatctagtca gagccttgta catattaatg gaaacaccta tttagaatgg 120

tacctgcaga aacccggcca gtctccaaag ctcctgatct acaaagtttc caaccgattt 180

tctggggtcc ctgacaggtt cagtggcagt ggatcaggga cagatttcac actcaagatc 240

agcagagtgg agcctgagga tctgggagtt tattactgct ctcaaggttc acatgttccg 300

tggacgttcg gtggaggcac caaggtggaa atcaaacgg 339

<210> 51

<211> 310

<212> PRT

<213> 智人(Homo sapiens)

<400> 51

Met Arg Ile Phe Ala Val Phe Ile Phe Met Thr Tyr Trp His Leu Leu

1 5 10 15

Asn Ala Phe Thr Val Thr Val Pro Lys Asp Leu Tyr Val Val Glu Tyr

20 25 30

Gly Ser Asn Met Thr Ile Glu Cys Lys Phe Pro Val Glu Lys Gln Leu

35 40 45

Asp Leu His Pro Asp Leu Ala Ala Leu Ile Val Tyr Trp Glu Met Glu

50 55 60

Asp Lys Asn Ile Ile Gln Phe Val His Gly Glu Glu Asp Leu Lys Val

65 70 75 80

Gln His Ser Ser Tyr Arg Gln Arg Ala Arg Leu Leu Lys Asp Gln Leu

85 90 95

Ser Leu Gly Asn Ala Ala Leu Gln His Pro Asp Leu Ile Thr Asp Val

100 105 110

Lys Leu Gln Asp Ala Gly Val Tyr Arg Cys Met Ile Ser Tyr Gly Gly

115 120 125

Ala Asp Tyr Lys Arg Ile Thr Val Lys Val Asn Ala Pro Tyr Asn Lys

130 135 140

Ile Asn Gln Arg Ile Leu Val Val Asp Pro Val Thr Ser Glu His Pro

145 150 155 160

Asp Leu His Glu Leu Thr Cys Gln Ala Glu Gly Tyr Pro Lys Ala Glu

165 170 175

Val Ile Trp Thr Ser Ser Asp His Gln Val Leu Ser Gly Lys Thr Thr

180 185 190

Thr Thr Asn Ser Lys Arg Glu Glu Lys Leu Phe Asn Val Thr Ser Thr

195 200 205

Leu Arg Ile Asn His Pro Asp Leu Thr Thr Thr Asn Glu Ile Phe Tyr

210 215 220

Cys Thr Phe Arg Arg Leu Asp Pro Glu Glu Asn His Thr Ala Glu Leu

225 230 235 240

Val Ile Pro Glu Leu Pro Leu Ala His Pro Pro Asn Glu Arg Thr His

245 250 255

Leu Val Ile Leu Gly Ala Ile Leu Leu Cys His Pro Asp Leu Leu Gly

260 265 270

Val Ala Leu Thr Phe Ile Phe Arg Leu Arg Lys Gly Arg Met Met Asp

275 280 285

Val Lys Lys Cys Gly Ile Gln Asp Thr Asn Ser Lys Lys Gln Ser Asp

290 295 300

Thr His Leu Glu Glu Thr

305 310